La struttura interna del neurone è simile a quella delle altre cellule dell’organismo
La struttura interna del neurone è simile a quella delle altre cellule dell’organismo
Principali componenti cellulari
Sistema delle membrane interne In azzurro sono marcate le strutture di maggior interesse per lo studio della fisiologia del neurone Microtubuli
Microfilamenti
Filamenti intermedi
(neurofilamenti) Membrana plasmatica (contiene il citoplasma)
Reticolo endoplasmatico liscio
rugoso
Apparato del golgi
Lisosomi - vacuoli - vescicole
Nucleo Cromosomi
nucleolo
Perossisomi
Mitocondri
Citoscheletro
Il sistema delle membrane A ridosso del nucleo si trova una formazione di dimensioni notevoli (ma variabile per struttura e dimensione da cellula a a cellula), il Reticolo Endoplasmatico Reticolo Endoplasmatico Liscio Reticolo Endoplasmatico Rugoso Apparato del Golgi Approssimativamente tra il RE Rugoso e la membrana plasmatica si trova l’ Apparato del Golgi
Sistema delle membrane
Regolazione della glicemia
Sintesi degli ormoni steroidei
Metabolismo dei farmaci psicotropi (meccanismo dell’assuefazione)
Contrazione muscolare
Reticolo endoplasmatico liscio In azzurro sono riportate le funzioni che sono importante per la fisiologia del Sistema Nervoso Metabolismo dei carboidrati
Sintesi dei lipidi
Detossificazione
Immagazzinamento del Calcio
(reticolo sarcoplasmatico della cellula del muscolo)
Proprietà eccitatorie del neurone
Vescicole sinaptiche Reticolo endoplasmatico rugoso Apparato del Golgi Sintesi delle membrane
Produzione di vescicole
Smistamento dei prodotti
Secrezione
Le vescicole secretorie (incluse le vescicole sinaptiche, le quali contengono i neurotrasmettori) si originano a livello del reticolo endoplasmatico rugoso. Quindi si staccano e migrano all’apparato del Golgi dove maturano per migrare infine alla loro destinazione finale (che sono le sinapsi, nel caso delle vescicole sinaptiche)
Le proteine vengono sintetizzate, utilizzando le informazioni degli RNA messaggeri, sia a livello dei ribosomi liberi (che si trovano nel citoplasma) sia a livello dei ribosomi associati alle membrane (reticolo endoplasmatico). La destinazione di queste proteine è differente a seconda di dove sono state prodotte
Ribosomi liberi Ribosomi associati al reticolo endoplasmatico Citoplasma
Nucleo
Mitocondri
Perossisomi
Proteine di membrana
Proteine secretorie
Proteine secretorie Proteine di membrana
Il citoscheletro Il neurone come tutte le altre cellule non può essere rappresentato come un palloncino pieno d’acqua ma piuttosto come un tendone da circo retto da un sistema di pali e funi I pali e le funi della cellula sono costituiti dal citoscheletro. Il citoscheletro assume nei neuroni una ulteriore funzione, quella di fungere da ‘binario’ per il trasporto del materiale lungo l’assone
Il citoscheletro è composto da tre diversi tipi di strutture
Mictrotubuli (Ø 20 nm)
Motilità cellulare
Forma della cellula
Movimento dei cromosomi e degli organuli
Trasporto assonale
Microfilamenti (Ø 5 nm)
Scorrimento del citoplasma
Movimento ameboide
Divisione cellulare
Forma della cellula
Filamenti intermedi (Ø 8-12 nm)
(nel neurone prendono il nome di neurofilamenti)
Supporto strutturale
Forma della cellula
Microtubuli
(α e β tubulina) Microfilamenti
(actina) Neurofilamenti
(cheratine)
Microtubuli +
chinesina Microtubuli +
dineina Trasporto assonale (o assoplasmatico) Anterogrado rapido (410 mm/giorno)
Trasporta organuli e vescicole
Retrogrado rapido (200-300 mm/giorno)
Trasporta organuli e vescicole
Assonale lento – componente lenta (2,5 mm/giorno)
– componente veloce (5 mm/giorno)
Trasporta enzimi e altre macromoecole
I due tipi di trasporto assonale rapido utilizzano proteine diverse
ATP
Nel 1972 Ochs dimostrò che il trasporto assonale rapido avviene alla velocità di 410 mm al giorno
La sua verifica era basata sulla marcatura radiottiva delle proteine del soma di motoneuroni che appartenevano al nervo sciatico e sulla misura del fronte di avanzamento della radioattività lungo gli assoni in tempi successivi
2 ore 4 ore 6 ore 8 ore 10 ore Distanza in mm
Il trasporto retrogrado rapido può essere utilizzato dai virus per infettare i neuroni e per penetrare la barriera emato-encefalica.
Questo metodo viene ad esempio utilizzato dal virus dell’erpes e da quello della rabbia
Il trasporto retrogrado viene anche utilizzato dai ricercatori per tracciare le connessioni tra neuroni
Nel neurone il citoscheletro svolge un’altra funzione importante. Nel neurone porzioni diverse della membrana plasmatica (ad es quella dei dendriti, o quella del monticolo assonico o dei nodi di ranvier o della sinapsi) hanno proprietà molto diverse e svolgono funzioni molto specializzate (determinate dalla diversa composizione nelle proteine di membrana) Il citoscheletro impedisce che questo avvenga ancorando le proteine di membrana in una certa parte della cellula In assenza di altri fattori la composizione delle membrane tenderebbe ad uniformarsi in tutto il plasmalemma
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